Drugi blok Nuklearne elektrarne Krško

Dobrodošli v tretji oddaji v okviru tematskega sklopa Ekovest, ki jo v sodelovanju z Eko skladom pripravljamo sodelavci in sodelavke znanstvene in aktualnopolitične redakcije Radia Študent. Vse energetske tehnologije posegajo v okolje na različne načine. Kot družba moramo pretehtati, kaj si od svojih elektrarn želimo in česar ne. V današnji oddaji bo poudarek na jedrski energiji. V prvem delu bomo predstavili zgradbo in delovanje jedrske elektrarne ter vse njene značilnosti, vključno z vplivi na okolje. V drugem delu pa bomo raziskali, kakšno je stanje druge nuklearke v Sloveniji.

Princip pridobivanja električne energije v jedrskih elektrarnah je enak principu, na katerem temeljijo tudi klasične termoelektrarne. Električna energija nastane pri delovanju električnega generatorja, ki ga poganja turbina. Turbino poganja vodna para, ki potiska na lopatice turbine in jo vrti. Vodna para nastane pri segrevanju vode s toploto, ki se sprosti iz goriva, ki ga elektrarna uporablja. In ravno pri vrsti goriva, ki se uporablja, se elektrarne med seboj najbolj razlikujejo. Med tem ko se v klasičnih termoelektrarnah običajno uporablja premog, se v jedrskih elektrarnah uporablja jedrsko gorivo, običajno naravni radioaktivni element uran.

Srce jedrske elektrarne predstavlja jedrski reaktor. Tu potekajo jedrske reakcije, pri katerih se sprošča energija. Energija v jedrskem reaktorju nastane pri cepitvi atomskih jeder. Jedro atoma je sestavljeno iz pozitivno nabitih protonov in električno nevtralnih nevtronov. Protone in nevtrone s skupnim imenom imenujemo nukleoni. Med nukleoni v jedru deluje privlačna močna jedrska sila. Hkrati pa med pozitivno nabitimi protoni deluje odbojna elektrostatična sila. Od razmerja med privlačno jedrsko in odbojno elektromagnetno silo je odvisno, ali bo atomsko jedro stabilno ali nestabilno. Razmerje sil pa je odvisno od števila protonov in nevtronov v jedru ter njihovega razmerja. Če je enih ali drugih preveč, je jedro nestabilno oziroma radioaktivno. Takšno jedro razpade, pri čemer se sprosti energija. V jedrskem reaktorju se ta razpad lahko kontrolira.

Na kakšen način radioaktivno jedro razpade, je odvisno od vrste jedra. V reaktorju, ki kot gorivo uporablja uran, jedro urana razpade na dve manjši jedri, kar imenujemo jedrska cepitev ali fisija. Hkrati nastanejo še dva ali trije nevtroni. Nevtroni, ki zletijo iz nestabilnega jedra, zadenejo v druga jedra, ki posledično tudi razpadejo. Nevtroni, ki nastanejo pri cepitvi jeder, na ta način povzročijo nadaljnje cepitve drugih jeder in proces se nadaljuje. Ta proces imenujemo verižna jedrska reakcija.

Pomembno pri zagotavljanju ustreznega poteka verižne jedrske reakcije je, da stalno nastaja ustrezno število nevtronov. Če jih je preveč, lahko pride do hitrega naraščanja njihovega števila in eksplozije. Če jih nastaja premalo, se reaktor sčasoma ustavi. Razlog, da se običajno kot gorivo uporablja ravno uran, je, da je element lahko cepljiv.

Energija, sproščena pri jedrski reakciji, je vsaj milijonkrat večja on energije, ki se sprosti pri kemijski reakciji, kakršna je na primer kurjenje premoga. Energija se sprosti v obliki kinetične energije novonastalih delcev in gama sevanja.

Nevtroni, ki nastajajo pri cepitvi jeder, imajo zelo veliko kinetično energijo. Kot taki prehitro uidejo iz prostora z gorivom in ne povzročijo dovolj novih cepitev, da bi se verižna reakcija lahko nadaljevala. Zato se v reaktorju uporabljajo moderatorji, katerih naloga je upočasnitev nevtronov. Počasnejši nevtroni, imenovani tudi termični nevtroni, imajo večjo verjetnost, da se ujamejo v jedru in povzročijo novo cepitev. V Krškem in v večini drugih jedrskih elektrarn se kot moderator uporablja voda.

Poleg vloge moderatorja ima voda v takšnem reaktorju tudi vlogo hladilne tekočine. Ta preprečuje, da bi se reaktor pregrel, in hkrati služi kot medij za prenos toplote. Energija, ki se sprosti pri cepitvi jeder, vodo segreje. Segreta voda se nato uporablja za uparjanje druge vode, ki leži izven reaktorja, in je tista, ki poganja turbino in posledično električni generator.

Delovanje jedrskega reaktorja se uravnava z dodajanjem ali odvzemanjem snovi, ki nevtrone absorbira. S tem se njihovo nastajanje vzdržuje na želeni ravni. V ta namen se uporabljajo kontrolne palice iz srebra, indija in kadmija, ki zelo dobro absorbirajo nevtrone. Absorpcijo se uravnava s spuščanjem in dviganjem kontrolnih palic iz sredice reaktorja. Podobno vlogo ima tudi spreminjanje koncentracije borove kisline v hladilni tekočini. Po premoru bomo predstavili nekaj tipičnih lastnosti jedrske energije.

Vmesni komad: Tame Impala - Elephant

Dobrodošli nazaj v oddaji o drugem bloku jedrske elektrarne. Pred premorom smo slišali, kako je jedrski reaktor sestavljen in kako deluje. Če povzamemo, je jedrski reaktor v grobem sestavljen iz sredice, ki vsebuje gorivo, iz vode, ki je hkrati moderator in hladilo, ter iz kontrolnih palic. Vse skupaj je obdano z jekleno reaktorsko posodo, ta pa se nahaja znotraj želozobetonskega zaščitnega oklepa. V reaktorju poteka cepitev atomskih jeder, pri čemer se sprošča energija, ki se porablja za uparjanje vode. Nastala para poganja turbino in posledično električni generator. V nadaljevanju bomo predstavili nekaj tipičnih značilnosti jedrskih elektrarn.

Vsaka vrsta elektrarne ima zanjo tipične lastnosti, od katerih so nekatere pozitivne in druge negativne. Vpliv na okolje je širši, kot samo izpust emisij, treba je namreč upoštevati tudi vplive na družbo in gospodarstvo, tako negativne kot pozitivne. Kaj se razume pod besedno zvezo vpliv na okolje, nam je razložil doktor Branko Kontić iz odseka Znanosti o okolju Instituta Jožef Stefan.

Izjava

Poleg že prej omenjenih fizikalnih lastnosti jedrske elektrarne se te od ostalih razlikujejo še po nekaterih drugih faktorjih. Sem spadajo tudi radioaktivno sevanje in radioaktivni odpadki.

Radioaktivnost je naravni pojav. Viri naravnega radioaktivnega sevanja so na primer kozmični žarki iz vesolja in naravni radioaktivni elementi v Zemljini skorji. Sevanju se je praktično nemogoče izogniti. Vpliv sevanja na ljudi se meri v fizikalnih enotah sievertih. Vsak človek na planetu iz svoje okolice prejme v povprečju 2500 mikrosievertov na leto. Če bi živel neposredno ob nuklearki, bi se prejeta doza povečala za en mikrosievert. Doza sevanja iz nuklearke je torej 2500-krat manjša od doze, ki jo prejmemo iz naravnih virov. To je zelo konzervativna ocena, kar pomeni, da je v resnici sevanje iz nuklearke še manjše.

Povedano na kratko, radioaktivno sevanje iz delujoče jedrske elektrarne je zanemarljivo. Da je temu res tako, kažejo tudi redne meritve, ki jih izvajajo tako zaposleni v elektrarni Krško kot tudi raziskovalci z Instituta Jožef Stefan in zaposleni na Zavodu za varstvo pri delu. Problem radioaktivnega sevanja iz nuklearke je torej bolj psihološke narave. Kaj vse se vzorči, kadar se ocenjuje vpliv sevanja iz nuklearke na okolje, je opisal doktor Kontič.

Izjava

Podobno močan psihološki efekt imajo tudi radioaktivni odpadki. Prva vrsta odpadkov so nizko in srednje radioaktivni odpadki. Sem spadajo kontaminirane trdne snovi, kot so zaščitna oprema, orodja, filtri, krpe in papir. Pri obratovanju nuklearke nastanejo tudi radioaktivni plini in voda. Vse te odpadke se na različne načine obdela in z dekontaminacijo, stiskanjem ali kako drugače zmanjša njihov volumen. V Krškem nastane približno 30 kubičnih metrov nizko in srednje radioaktivnih odpadkov na leto, kar je enako volumnu kocke s stranico dobre 3 metre. Trenutno se jih hrani v začasnem odlagališču v elektrarni. Dolgoročnemu shranjevanju bo namenjeno odlagališče na lokaciji Vrbina v občini Krško. Trenutno tam potekajo pripravljalna dela, gradnja pa se bo začela predvidoma konec prihodnjega leta.

Druga vrsta odpadkov so visoko radioaktivni odpadki, kamor spada izrabljeno gorivo. Sčasoma se gorivo v reaktorju iztroši do te mere, da postane njegova nadaljnja uporaba iz tehničnega in ekonomskega vidika nesmotrna. Takrat se elektrarno načrtno ustavi in gorivo zamenja. Obdobje med dvema menjavama goriv se imenuje gorivni ciklus in v Krškem traja 18 mesecev. Pri večini elektrarn se izrabljeno gorivo hrani na mestu elektrarne v posebni zgradbi. Temu so namenjeni posebni bazeni, v katerih je gorivo shranjeno v rešetkah, obdanih z debelo plastjo vode. Ta hkrati deluje kot ščit pred sevanjem in sredstvo za hlajenje. Izrabljeno gorivo še vedno oddaja toploto in ga je treba aktivno hladiti vsaj nekaj let. Ob koncu leta 2015 je bilo v Krškem shranjenih 448 ton izrabljenega goriva iz 27 gorivnih ciklov.

Po zaprtju elektrarne Krško, predvidoma leta 2043, bo za izrabljeno gorivo treba najti trajnejšo rešitev. Uhajanje radioaktivnosti v okolje je relativno enostavno preprečiti. Stene odlagališč zadržijo praktično vsa sevanja. Bolj kot radioaktivnost sama po sebi je problematična njena dolgoživost. Dolgoročno shranjevanje radioaktivnih odpadkov je še vedno predmet diskusije.

Ker se s sevanjem in radioaktivnimi odpadki s tehnološkega vidika ni problem soočiti, je morda najmočnejši argument proti jedrski energiji možnost nesreče. Doslej so se zgodile tri velike nesreče. To so bile nesreča v ameriški elektrarni na Otoku treh milj leta 1979, nesreča v Černobilu leta 1986 in nesreča v Fukušimi leta 2011. Posledice teh nesreč so bile različne, najresnejši vpliv na okolje in ljudi pa je imela nesreča v Černobilu. Neposredno v nesreči in kmalu zatem je umrlo okoli 50 ljudi. Leta kasneje je bilo zaznano povečanje števila raka na ščitnici v Ukrajini in okoliških državah. Po nesreči je bilo veliko ljudi preseljenih. Razen v 30-kilometrskem izključitvenem območju je nivo sevanja okoli bivše elektrarne normalen. Na vprašanje, ali se lahko kaj podobnega zgodi tudi pri nas, nam je odgovoril profesor doktor Leon Cizelj, vodja Odseka za reaktorsko tehniko na Institutu Jožef Stefan.

Izjava

V povezavi z nesrečo v Fukušimi profesor Cizelj nadaljuje:

Izjava

Kako so se po dogodkih v Fukušimi prilagodili v drugih elektrarnah, profesor Cizelj odgovarja:

Izjava

Jedrska energija ima nekatere značilnosti, zaradi katerih jo marsikatera država smatra kot enega izmed pomembnih virov energije prihodnosti. Nuklearke potrebujejo malo goriva in posledično je tudi odpadkov malo. Teh se tudi ne izpušča v okolje. Medtem pa so termoelektrarne na premog eden izmed največjih onesnaževalcev zraka. Vemo, da kakovost zraka bistveno vpliva na kvaliteto in dolžino življenja. Evropski urad za okolje ocenjuje, da je kurjenje premoga samo v Evropi krivo za 20.000 prezgodnjih smrti. Pri nuklearkah izpustov strupenih plinov, kot je žveplov dioksid, ni. Prav tako ni izpustov ogljikovega dioksida. Jedrska energija bi tako lahko igrala pomembno vlogo pri uresničitvi zastavljenega cilja nizkoogljične družbe.

Delež proizvedene elektrike iz jedrskih elektrarn je v svetovnem merilu v zadnjih letih znašal okoli 16 odstotkov. V Evropski uniji je bil ta odstotek 33, v Sloveniji 34, v Franciji kar 73. Mesečna poraba električne energije v Sloveniji znaša okoli 1200 gigavatnih ur. Približno toliko se je tudi proizvede. Nuklearka proizvede približno tretjino te energije. Za ostali dve tretjini poskrbijo termo- in hidroelektrarne. Kakšen odstotek dodajo še sončne.

Leta 2014 so raziskovalci in raziskovalke z Instituta Jožef Stefan objavili študijo z naslovom Ocena vzdržnosti za razvoj energetike v Sloveniji do leta 2030. Primerjali so osem različnih vrst energetskih tehnologij in jih na podlagi devetih osnovnih kazalnikov ocenili kot boljše ali slabše. Za proizvodnjo električne energije v Sloveniji je po njihovi oceni najprimernejša kombinacija vodne, jedrske in plinske tehnologije. Na vprašanje, ali ima jedrska energija v Sloveniji prihodnost, je odgovoril tudi profesor Cizelj:

Izjava

Do sedaj smo predstavili nekatere značilnosti pridobivanja elektrike iz jedrskih elektrarn, v nadaljevanju pa se bomo osredotočili na stanje druge nuklearke pri nas. Ostanite z nami na 89,3 MHz.

Vmesni komad: Barely Modern - They Don't Say Hello

Pozdravljeni v oddaji Radia Študent o drugem bloku nuklearne elektrarne Krško, ki jo pripravljamo v sodelovanju z Ekoskladom. Pred premorom smo opisali zgradbo in delovanje jedrske elektrarne z vsemi njenimi posebnostmi. V nadaljevanju se bomo posvetili potencialnemu projektu gradnje drugega bloka jedrske elektrarne Krško.

Kot ste lahko slišali pred glasbenim premorom, naj bi se obratovalni čas prvega bloka jedrske elektrarne Krško iztekel leta 2043. Prvotne ocene so bile nekoliko konzervativnejše in so iztek življenjske dobe elektrarne postavile v leto 2023. Cizelj spregovori o razlogih za rok uporabnosti nuklearke in razlogih za podaljšanje.

Izjava

Jedrska elektrarna Krško predstavlja kar 40 odstotkov energije, ki jo proizvedemo v Sloveniji. Polovica energije pripada Republiki Hrvaški. Termoelektrarne proizvedejo približno 35 odstotkov, hidroelektrarne približno 25. Jedrska energija tako predstavlja kar 23 odstotkov porabe primarnih virov energije v Sloveniji. Konec obratovanja prvega in zaenkrat edinega bloka Jedrske elektrarne Krško bo tako pomenil izgubo velikega vira. Ob tem je treba upoštevati tudi, da se bo poraba električne energije v Sloveniji, ki je trenutno 13 teravatnih ur na leto, dvignila na 17 teravatnih ur do leta 2050.

Ministrstvo za infrastrukturo trenutno pripravlja Energetski koncept Slovenije. Gre za razvojni dokument, v katerem se oblikujejo smernice, ki naj bi naddoločale energetski razvoj. V dokumentih, ki so služili kot osnova za pripravo koncepta, je bilo obravnavanih devet različnih scenarijev. Scenariji vključujejo različne kombinacije virov energije. V glavnem gre za permutacije med jedrsko energije, uvozom energije ter obnovljivimi viri energije.

V zadnjih letih so na trgu razpoložljivi le večji reaktorji, kot je ta, ki trenutno obratuje v Krškem. Poleg obstoječih pomislekov o varnosti in odpadkih je tako na mestu tudi pomislek o sposobnosti prilagajanja obsega pridelane energije v tranziciji na bolj ekološke vire. Kot razloži Mihael Sekavčnik s Fakultete za strojništvo, jedrska elektrarna namreč najbolj optimalno proizvaja energijo le pri polni proizvodni moči.

Izjava

Morebitni večji drugi blok bi nudil tudi več možnosti za izvoz naše električne energije. Investitorja v drugi blok Jedrske elektrarne Krško naj tako ne bi bilo težko najti. Sekavčnik pri tem opozarja, da bi druge države zgolj izvozile tveganje na Slovenijo.

Izjava

Ekologi in del stroke poudarjajo, da bi bilo namesto v drugi blok elektrarne Krško bolj smiselno vlagati v obnovljive vire energije. Sekavčnik v pretežni odvisnosti na obnovljive vire energije vidi predvsem problem redukcije in umetno nizke cene.

Izjava

Lahko pa bi se odločili tudi, da bi večji del energije uvažali iz drugih držav.

Izjava

Sekavčnik opozarja, da pretirana vezanost na zgolj nekaj večjih elektrarn ni dobra za energetsko oskrbo. Potrebujemo več decentralizacije.

Izjava

O sprejetju Energetskega koncepta Slovenije bodo na koncu odločali poslanci. Zato smo glede izgradnje drugega bloka jedrske elektrarne Krško povprašali še pri nekaj poslanskih skupinah. Vladajoča Stranka modernega centra se do tega vprašanja še ni opredeljevala, svoje stališče pa naj bi izoblikovala enkrat do konca tega leta. Edina konkretnost, ki smo jo uspeli izvleči iz SMC, je bila omemba posvetovalnega referenduma pred morebitno odločitvijo za izgradnjo NEK2.

Za spoznanje bolj opredeljeni so bili v Novi Sloveniji. Zvonko Lah o tem, kako v stranki ocenjujejo morebitno izgradnjo drugega bloka NEK:

Izjava

Na nasprotnem bregu so bili v poslanski skupini Levica, kjer povečevanje jedrskih energetskih kapacitet problematizirajo z vplivom interesnih skupin na določanje energetskega koncepta. Razlaga Franc Trček:

Izjava

S samozadostnostjo, ki bi jo zagotovil drugi blok NEK, se pri Socialnih demokratih sicer strinjajo, a v ospredje postavljajo predvsem vprašanje financiranja razgradnje obstoječih kapacitet, preden bi se opredelili do gradnje dodatnih. Več o tem Jan Škobrne iz SD:

Izjava

Oddajo o drugem bloku nuklearne elektrarne Krško smo v sodelovanju z Eko skladom pripravili Črt, Mladen in Žan. Brala sta Lovrenc in Tatjana, tehniciral je Luka.